Что такое рециркуляция выхлопных газов?

Я думаю, есть ещё несколько моментов, а также различий между дизельными и бензиновыми двигателями.

В дизельном двигателе нет дроссельной заслонки, и он всегда всасывает максимальное количество воздуха. Количество впрыскиваемого топлива регулируется для контроля мощности, но в целом топливо сгорает с большим избытком кислорода. Тепло и избыток кислорода приводят к образованию оксидов азота.

Добавление выхлопных газов к свежему воздуху на впуске снижает количество кислорода, который может вступать в реакцию с NOx. Поскольку он также содержит некоторое количество воды с высокой теплоемкостью от последнего сгорания, общая теплоемкость в цилиндре увеличивается. Это означает, что максимальная температура при сгорании ниже, и это снова снижает содержание NOx.
Единственной причиной рециркуляции отработавших газов на дизельных двигателях является снижение содержания NOx. К сожалению, дизельный двигатель нуждается в избытке кислорода и начинает выделять много сажи, если его не получать. Таким образом, добавление выхлопных газов до такой степени, чтобы их не было в избытке, не работает.
Простые катализаторы, как в бензиновых автомобилях, десятилетиями не могут этого сделать. Эта сажа со временем забивает их, и, как правило, они не работают при избытке кислорода. Вот почему дизельные катализаторы являются сложными с SCR и т.д.

Бензиновый двигатель устроен иначе. В нём есть дроссельная заслонка, которая уменьшает количество поступающего воздуха, и добавляется ровно столько топлива, сколько может сгореть при имеющемся количестве кислорода. Теоретически бензиновый двигатель не производит ни сажи, ни оксидов азота. Но на практике топливо никогда не смешивается с воздухом идеально, поэтому в цилиндре есть более бедные и более богатые смеси, и двигатель всё же производит некоторые из этих веществ. Но поскольку количество кислорода, связанного с NOx, равно количеству, необходимому для сжигания сажи (и несгоревшего топлива), катализатор может справиться с этой задачей довольно хорошо.

Основная причина использования EGR здесь заключается в снижении расхода топлива. Большую часть времени клапан открыт лишь частично и ограничивает поток воздуха. Хотя это необходимо для контроля мощности двигателя, это также означает, что двигателю приходится "дышать через соломинку". А это требует затрат топлива. С добавлением выхлопных газов двигатель может дышать свободнее и потребляет меньше топлива.

Конечно, лучше не производить NOx, чем преобразовывать его в катализаторе, что также играет важную роль при установке системы рециркуляции отработавших газов в бензиновых двигателях.

(И это неправда, что топливная смесь точно стехиометрическая, бензиновые двигатели тоже немного меняют соотношение)

Ваше описание абсолютно точно. Я бы добавил, что система EGR задействована в основном на крейсерских скоростях, когда сгорание топлива в двигателе максимально близко к идеальному - 14:7 стехиометрическое соотношение воздуха и топлива. В этот момент пламя чистое и горячее, что способствует нежелательному выделению тепла и оксидов азота. Я видел, что, по оценкам, система рециркуляции отработавших газов замещает 15-20% потребления на максимуме.

Вот диаграмма, которую я однажды нашёл и которая иллюстрирует эту взаимосвязь:

Судя по всему, что я прочитал, ваше представление о том, что такое NOx и как он действует, верно. С технической точки зрения я бы заменил термин «введение инертного газа» на «уменьшение количества воздуха, вступающего в реакцию». Хотя с технической точки зрения вы правы, идея состоит в том, чтобы вводить инертный газ для контроля горения. Это снижает температуру в камере сгорания и уменьшает количество NOx, образующегося в процессе сгорания. Для контроля горения в топливно-воздушную смесь можно добавить любой инертный газ. Поскольку выхлопные газы легкодоступны, их и используют.

Статья в Википедии о рециркуляции выхлопных газов — довольно хороший источник общей информации. Если вы посмотрите на разделы «Ссылки» и «Источники», то найдёте множество мест, где можно найти дополнительную информацию.